一、低層、多層建筑結(jié)構(gòu)選型
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的基本概念，如何將四大結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成的各種類型的受力構(gòu)件適當(dāng)?shù)亟M合起來，用以抵抗各類荷載的作用，以期構(gòu)成一個安全、經(jīng)濟(jì)、完整的建筑結(jié)構(gòu)體系，這就是結(jié)構(gòu)選型的問題。
低層、多層建筑常用的結(jié)構(gòu)形式有磚混、框架、排架等。
（一）磚混結(jié)構(gòu)
磚混結(jié)構(gòu)是使用得最早、最廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)型式。這種結(jié)構(gòu)能做到就地取材，因地制宜，適合于一般民用建筑，如住宅、宿舍、辦公樓、學(xué)校、商店、食堂、倉庫等以及各種中小型工業(yè)建筑。
不同使用要求的混合結(jié)構(gòu)，由于房間布局和大小的不同，它們在建筑平面和剖面上可能是多種多樣的。但是，從結(jié)構(gòu)的承重體系來看，大體分為三種：縱向承重體系、橫向承重體系和內(nèi)框架承重體系。
1．縱向承重體系 問圖14l）
荷載的主要傳遞路線是：板一梁一縱墻一基礎(chǔ)一地基。
縱向承重體系的特點(diǎn)：
（1）縱墻是主要承重墻，橫墻的設(shè)置主要為了滿足房屋空間剛度和整體性的要求，它的間距可以比較長。這種承重體系房間的空間較大，有利于使用上的靈活布置。
（2）由于縱墻確的荷載較大，因此賠上開門、開窗的劃。和位置都要受到一定脫。
（3）這種承重體系，相對于橫向承重體系，樓蓋的材料用量較多，墻體的材料用量較少。
縱向承重體紗適用于使用上要求有較大空間的房屋，或隔斷墻位置可能變化的房間。如教學(xué)樓、實驗樓、辦公樓、圖書館、食堂、工業(yè)廠房等。
2．橫向承重體系（如圖1-4-2）
荷載的主要傳遞路線是：板—橫墻—基礎(chǔ)—地基。
它的特點(diǎn)是：
（1）橫墻是主要承重墻，縱墻起圍護(hù)、隔斷和將橫墻連成整體的作用。一般情況下，縱墻的承載能力是有余的，所以這種體系對縱墻上開門、開窗的限制較少。
（2）由于橫墻間距很短（一肌在3～4.5m之間），每一開間有一道橫墻，又有縱墻在縱向拉結(jié)，因此房屋的空間剛度很大，整體性很好。這中承重體系，對抵抗風(fēng)力、地震作用等水平荷載的作用和調(diào)整地基的不均勻沉降，比縱墻承重體系有利得多。
（3）這中承重體系，樓蓋做法比較簡單、施工比較方便，材料用量較少，但是墻體材料有量相對較多。
橫向承重體系，由于橫墻間距密，房間大小固定，適用于宿舍、住宅等居住性建筑。
3．內(nèi)框架承重體系（如圖1-4-3）
外墻和框架柱都是主要承重構(gòu)件。其荷載的主要傳遞路線是：
其特點(diǎn)是：
（1）墻和往都是主要承重構(gòu)件，由于取消了承重內(nèi)墻由柱代替，在使用上可以有較大的空間，而不增加梁的跨度。
（2）在受力性能上有以下缺點(diǎn)：由于橫墻較少，房屋的空間剛度較差；由于柱基礎(chǔ)和墻基礎(chǔ)的形式不一，沉降量不易一致，以及鋼筋混凝土柱和磚墻的壓縮性不同，結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生不均勻變形，使構(gòu)件中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。
（3）由于柱和墻的材料不同，施工方法不同，給施工工序的搭接帶來一些麻煩。
內(nèi)框架承重體系多用于教學(xué)樓、旅館、商店、多層工業(yè)廠房等建筑。
在設(shè)計磚混結(jié)構(gòu)時，必須根據(jù)生產(chǎn)使用要求、地質(zhì)條件、抗震烈度、材料、施工等條件，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則對幾種可能布置的承重體系進(jìn)行綜合比較，最后確定選用哪種承重體系。
（二）框架結(jié)構(gòu)
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在多層建筑和工業(yè)建筑中應(yīng)用非常廣泛�？蚣芙Y(jié)構(gòu)能形成較大的室內(nèi)空間，房間分隔靈活，便于使用；工藝布置靈活性大，便于設(shè)備布置；該結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)越，具有較好的結(jié)構(gòu)延性等優(yōu)點(diǎn)。
框架結(jié)構(gòu)的體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)4種承重構(gòu)件組成。由主梁、柱與基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)。各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，墻體不起承重作用。
二、大跨度建筑結(jié)構(gòu)選型
所謂大跨度建筑，都是相對而言，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大跨度的尺度在不斷地拓展。
（一）平面體系大跨度空間結(jié)構(gòu)
使用平面結(jié)構(gòu)體系可獲得理想的大空間建筑物。
1．單層剛架
這種結(jié)構(gòu)桿件較少，因為是直線桿件，制作方便，特別是橫梁為折線形的門武剛架受力性能更為良好。我國的門式剛架跨度已經(jīng)做到76m。
2．拱式結(jié)構(gòu)
拱是一種較早為人類開發(fā)的結(jié)構(gòu)體系，廣泛應(yīng)用于房屋建筑與橋梁工程中。使用的材料極為廣泛：鋼、混凝土、鋼筋混凝土、木材以及石材。
拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，它的主要內(nèi)力是軸向壓力。因此這種結(jié)構(gòu)應(yīng)特別注意拱腳基礎(chǔ)的處理。
這種結(jié)構(gòu)特別適用于體育館、展覽館、散裝倉庫等建筑。
這種結(jié)構(gòu)的跨度比較適宜的應(yīng)用為 40－60 m。
3．簡支梁結(jié)構(gòu)
當(dāng)屋蓋跨越的距離在18m以下，屋蓋隨構(gòu)件采用屋面大梁（簡支梁X也不失為一種可取的結(jié)構(gòu)方案，因為施工制作簡單，施工技術(shù)要求不高，適應(yīng)性強(qiáng)，但跨越的距離受約束。
4．屋架（即排架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件）
屋架是較大跨度建筑的屋蓋中常用的結(jié)構(gòu)形式。我國的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架的跨度已達(dá)
60多米，而鋼屋架的跨度已做到70多米。不過我國使用量最大的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架跨度
為24～36m，
屋架的受力特點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)荷載，所有桿件只受拉力和壓力。因為屋架是由桿件組成的結(jié)構(gòu)體系，在節(jié)點(diǎn)荷載作用下，桿件只產(chǎn)生軸向力。
以上四種結(jié)構(gòu)，均為平面受力體系，即結(jié)構(gòu)所受的荷載以及由荷載而引起的內(nèi)力均作用在由構(gòu)件軸線所構(gòu)成的平面內(nèi)。這種平面結(jié)構(gòu)體系，為人們所常用而熟悉，受力明確，傳力簡便可靠，分析理論經(jīng)典而成熟。但這種結(jié)構(gòu)有一個很大的弱點(diǎn)，就是側(cè)向剛度差。欲想獲得在使用上最低限度的側(cè)向剛度，必須另行設(shè)置支撐體系或連系梁，相對來說較不經(jīng)濟(jì)。
（二）空間結(jié)構(gòu)體系
空間結(jié)構(gòu)體系包含網(wǎng)架、薄殼、折板、懸索等結(jié)構(gòu)形式。
1．網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
網(wǎng)架是一種新型結(jié)構(gòu)，由許多桿件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有各向受力的性能，不同于一般平面行架的受力狀態(tài)，是高次超靜定空間結(jié)構(gòu)。
它具有如下優(yōu)點(diǎn)：由于各桿件間互相起著支撐作用，具有整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，空間剛度大，抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)。在節(jié)點(diǎn)荷載作用下，網(wǎng)架的桿件主要承受軸力，能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，達(dá)到節(jié)約材料的目的。同時由于桿件類型劃一，適合工廠化生產(chǎn)，可地面拼裝、整體吊裝。
2．薄殼
薄殼常用于屋蓋結(jié)構(gòu)，特別適用于較大跨度的建筑物，如展覽館、俱樂部、機(jī)庫、倉庫等。殼體的種數(shù)又多，形式豐富多彩，適用于多種平面，這為創(chuàng)作多種形式的建筑物提供了良好的結(jié)構(gòu)條件。薄殼結(jié)構(gòu)的曲面通常以其中面為準(zhǔn)，其平分殼板厚度的曲面稱之為中面。
薄殼結(jié)構(gòu)的曲面形式：
（1）旋轉(zhuǎn)曲面（如圖1-4-4）。由一平面曲線作母線繞其平面內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)而形成的曲面稱為旋轉(zhuǎn)曲面。如球形曲面、旋轉(zhuǎn)拋物面、橢球面、旋轉(zhuǎn)雙曲面。
（2）平移曲面（如圖1-4-5）。由一豎向曲母線沿另一豎向曲線平移所形成的曲面稱平多曲面。在工程中常見的橢圓拋物面雙曲扁殼就是平移曲面。
（3）直紋曲面（如較1-4-6）。一段直線的兩端各沿2條固定曲線移動形成的曲面叫直紋曲面。扭殼、拋物面殼、筒殼、柱狀面殼等均是直紋曲面。
3．折板
折板結(jié)構(gòu)是一種類似于筒殼的薄壁空間體系。它也是由邊梁、橫隔以及薄板組成。空間工作原理也類似筒殼（如圖1-4-7）。目前我國施工的折板跨度已達(dá)27m。
4．懸索
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展以及大型公共建筑要求的空間愈來愈大，采用前面已提到的結(jié)構(gòu)形式已很難滿足這一要求，即使可以達(dá)到要求，但可能由于因其材料用量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，造價很高，會造成極不合理的現(xiàn)象。懸索屋蓋結(jié)構(gòu)就是為了解決這一問題，適應(yīng)大跨度需要而產(chǎn)生并發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)形式。
懸索結(jié)構(gòu)由索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件、下部支承結(jié)構(gòu)組成，如圖1-4-8所示。
假定索是絕對柔性的，任一截面均不能承受彎矩，而只承受拉力。懸索只能單向受 力，承受與其垂度方向一致的作用力。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)
高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：
1．高度高
顧名思義，高層建筑的特征在于“高”。對高度大于等于24 m的房屋，用傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)承重已不適宜，風(fēng)荷載及地震作用產(chǎn)生的水平力已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素。
‘“高規(guī)X峨的上限并未作出明確的規(guī)定，只是提出最大的適用高度限制，對簡體結(jié)構(gòu)為 180m。建議宜將高層建筑大致劃分為：
一般高層建筑24～50m；
較高高層建筑50～100m；
超高層建筑100～200m；
特殊高層建筑200m以上。
2．荷載大
由于高層建筑高度大、層數(shù)多，豎向荷載很大。100m左右高的建筑，底部單柱豎向軸力往往達(dá)10000～30000kN。地震作用產(chǎn)生的水平力、風(fēng)荷載產(chǎn)生的水平力，不單數(shù)值大，而且作用高度高，使建筑底部產(chǎn)生很大的彎矩與傾復(fù)力矩。
3.技術(shù)要求高
高層建筑體形高聳與荷載大帶來的問題是多方面的。例如：需要采用輕質(zhì)材料，特別是輕質(zhì)的新型墻體材料以減輕自重；需要采用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。在混凝土結(jié)構(gòu)中，受力較大的部位（如底部各層的柱),可采用C40、C50級的混凝土，甚至采用更高強(qiáng)度的混凝土。采用各類抗側(cè)力、抗側(cè)向拉移性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體系。在結(jié)構(gòu)計算上，除計算理論的復(fù)雜之外，構(gòu)件的軸向變形研究、動力特性研究以及結(jié)構(gòu)延性、構(gòu)造連接等都較之一般建筑結(jié)構(gòu)有特殊要求。
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